產業觀測-記憶體產業概覽

Insight
Aug 13, 2023

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在當今數位時代,記憶體,尤其是NAND Flash和DRAM,儼然是現代科技不可或缺的關鍵零組件。這些微小卻強大的半導體儲存零件,不僅推動著個人和企業的數位轉型,更在科技革命的浪潮中引領著我們前進。無論是我們手中的手機、電腦,還是背後支撐著龐大數據中心運作的伺服器,記憶體都如同無形的紙張,記錄和保留著我們生活中的每一個片段。正是這種革命性的儲存能力,為我們的日常生活、商業運作以及科學研究開啟了前所未有的可能性,深刻地改變著我們與世界互動的方式。

本文將概要性的說明NAND Flash和DRAM的產業鏈、相關產品線、廠商競爭態勢、模組廠策略規畫重點、以及近期需關注的重點。

請留意,以下的資訊都是從網路公開資料取得,且產業動態瞬息萬變,數據可能與您閱讀時已有不同。

產業鏈

下圖一為半導體業的記憶體的關聯圖,其中NAND Flash與DRAM佔整個半導體產業比重分別為11%和13%。

記憶體供應鏈是一個複雜的生態系統,涵蓋了從原材料生產到成品交付的多個階段和成員,由於半導體屬於資本密集產業,且由複雜的技術IP所堆疊,所以價值鏈的各段分工,容易呈現寡占情勢,由少數的廠商來供應;可參考圖二。

圖二

整體產業鏈成員包括有:

原材製造商

即晶粒供應商,市場三大供應商分別為三星(48%)、SK海力士(27%)、美光(19%);而該市場採取IDM模式(Integrated Device Manufacturer),擁有高度的垂直整合,具有三大優點:

  1. 技術創新: IDMs通常在研發和技術創新方面投入大量資源,因為他們需要在競爭激烈的市場中保持競爭優勢。他們可以在製程技術、材料科學和設計方法方面進行研究,以推出更先進、性能更優越的產品。
  2. 生產品質控制: 在IDM模式下,公司能夠更好地控制整個生產過程,這對於確保產品的品質和一致性至關重要。由於他們可以直接監控和管理每個製造階段,所以能夠更快地檢測和解決生產中的問題。
  3. 風險分散: 由於IDMs可以在不同的技術領域和產品市場上運營,他們能夠將風險分散到多個領域。這樣,在某個市場或技術領域面臨挑戰時,公司仍然有其他領域的收入來源。

晶圓代工廠

記憶體製造通常涉及在晶圓上進行多道工序,包括製作電晶體和其他元件。主要的代工廠如南亞科,而封測廠如南茂、力成、品安、華泰等,其中代工廠背後往往有上下游資金的挹注,例如南茂有Micron、力成有Toshiba、Kingston、爾必達、力晶、SK海力士、華泰有Kingston。

製成的記憶條等模組產品多會直供PC系統廠(約90%),慣稱major on major,其餘(約10%)則供給模組廠。

模組廠

取得上游的晶粒後,與控制IC整合為PCBA,即為記憶體模組,重要廠商包括Kinston、威剛、創見、宇瞻等,其中由Kinston主佔該價值段。而模組廠的產出會分供到系統廠(慣稱major on third)和通路商。

系統廠

包括HP、Lenovo等電腦和手機廠商。對其而言,物料來源包括從生產商(例如三星)、模組廠(例如威剛)按合約價供給的模組,以及按現貨價取得的現貨市場;由於合約價和現貨價往往會受到景氣預期、PC產品銷售量、需求端波動與模組製廠庫存水位影響,所以系統廠也會將記憶體包受到現貨市場以調節庫存。

通路商

記憶體產品包括模組性的SSD和硬碟,以及可直接作為終點產品的隨身碟、記憶卡等,通路商扮演分銷角色,將這些模組產品、終端產品和系統產品(例如筆電、手機)等,交付到終端用戶手上。對於模組產品,約65%是來自模組廠的來貨,35%是上游製造商的來貨。

終端用戶

終端用戶為購買和使用記憶體產品的人,包括消費者、企業、數據中心等。整體而言,NAND flash應用在三大市場的比例分別為手機(39%)、電腦(30%)、伺服器(29%),而DRAM為手機(38%)、電腦(12%)、伺服器(36%),了解該比重的重要性是因為手機和電腦市場在疫情後逐年下滑,而伺服器因應資料中心需由而持續擴張,需求端的結構變動會牽動模組廠的出貨。

產品線布局

模組廠的產品線通常包括SSD和DRAM,且佔比多為55%:45%,以威剛為例,其2022年營收佔比分別為53.03%:46.97%;而根據產品線,又再分消費品或商用,其中消費品還會再分立出一般系列和電競系列;除了上述分類,有的會再分出外接形式的產品線,如USB硬碟或外接記憶體。產品分類方式大致如下圖三所示:

圖三

各segment之中,又可以針對介面(I/F, Interface)和價格帶再做細分,以Kingston的固態硬碟為例(參考下圖四),內建於NB用的SSD條又再分為NVMe和SATA,而每支型號又可以再根據容量劃分多個價格帶,例如KC3000從512GB的NT$1800到4TB的NT$13,199,利用多支產品覆蓋不同segment、不同介面和$499到$13,199的價格帶。

圖四

而外型(F/F, Form Factor)和技術的代別也是產品布局時會考量的兩項因素,以Kingston的記憶體為例(參考下圖五),form factor可分為UDIMM、SODIMM、RDIMM等以符合各類終端產品所需,其中又可分為一般需求和電競需求,以電競需求為例,Kingston推出三支Fury系列規格:Renegade Pro、Renegade、Beast,以從2666MT覆蓋到7200MT。

圖五

模組廠競爭情況

以下圖六為國內六家2021年的營收情況,其中威剛營收幾乎等於第二到六名營收的加總。

圖六

由於從上游取得的晶粒和控制模組多為標準品或相同規格,模組廠之間除了主要的產品布局之外,必須往更高的價格帶覆蓋,或是拓寬產品線。

以Kingston、威剛的SSD為例,威剛(參考下圖七)的價格帶覆蓋在NT$4,000以下,而Kingston拓及NT$4,000到NT$15,800。在DRAM市場中,Kingston也利用Fury插旗NB的電競市場。

在行動裝置的市場中,威剛開出更多的型號,搶佔NT$1,499到$2,899的市場;此外DRAM中,威剛(參考下圖八)則利用多個XPG電競型號和多次聯名,盡力覆蓋PC電競市場。

圖七
圖八

策略規劃與未來關注重點

由於記憶體屬於電腦組件之一,開發節奏需與終端產品配合,且晶粒價格波動較大,模組廠的營運需同時關注上下游產品開發進度和庫存流通。

從價值鏈切入,策略規劃可分為供應鏈、產品組合、技術與新產品開發、庫存管理和市場開發等五個環節。

供應鏈管理

  • 因應地緣政治因素,分散採購上游DRAM, NAND Flash的晶粒及上游物料。
  • 維持外包商關係,根據市場波動,選擇自主生產或是彈性外包。

產品組合管理

  • PC衰退至1.89億台、手機市場衰退至1.21億台,伺服器需求則因為企業數位轉型和5G、IoT等趨勢推波,YoY預期增加14% (2023),故除了站穩電競高價值產品線,另需調整產品開發重心至伺服器(例如AI伺服器、資料中心)、車用、和工控領域,發展工控所需技術(例如IoT、嵌入式記憶體)。

技術與新產品開發管理

  • PCIe Gen6已於2022Q1發布,根據過往製造商設計到模組量產的時間(3年),亦即2025Q1會進入終端市場;明年(2024)需將Gen6開發納入產品計畫中。
  • Samsung預計2024進入DDR6的設計,根據過往製造商設計到模組量產的時間,預計2025會進入終端市場;明年(2024)需將Gen6開發納入產品計畫中。
  • 深化上游開發關係,一來能加速新規格產品上市時間,二來可借助上游晶片廠,深根AI和車用市場。
  • 隨著群聯與惠榮在今年發布PCIe Gen5控制晶片,且主機板已有可支援Gen5的型號,需加速新一代產品的開發。
  • 持續完善產品線覆蓋度,提供一站式購足,並利用軟體提升工控方案的附加價值,例如預測P/E cycle和life-time、系統預警等,創造方案的差異化。

庫存管理

  • 加速DDR4等前代庫存去化
  • 持續關注市場價格以調整庫存水準

市場開發管理

  • 推動線上線下整合,加大通路開發力道,以拓展通路覆蓋率。
  • 廣設海外業務辦公室,培養當地人才以深化當地業務。

結語

記憶體產業基本屬於成熟產業,以模組商而言,代別基本上基於上游晶粒與控制晶片而推出,不過在工業方案中,尚有許多領域值得深化發展。此外,IoT、5G和AI伺服器需求持續拉動記憶體市場,後市仍然看漲。

其他參考文獻:

https://www.inside.com.tw/article/9677-dram-industry
https://ic.tpex.org.tw/introduce.php?ic=D000&stk_code=4973

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